Winnenden

Georg-Büchner-Gymnasium Winnenden: Physik-AG entwickelt CO2-Ampel für die Klassenzimmer

3-D-Druckern CO2-Ampeln
Die Zehntklässler Daniel Schneider, Timon Barth, Luca und Leon Jung (von links) haben eine „CO2-Ampel“ entwickelt und stellen etwa 30 Stück selbst her. Im Vordergrund fertigt der 3-D-Drucker das Gehäuse. Daniel hält eine fertige Ampel in den Händen, sie zeigt Grün, alles okay. © Benjamin Büttner

Vier Jungs vom Georg-Büchner-Gymnasium haben in der Schulwerkstatt eine CO2-Ampel entwickelt. Sie zeigt Grün, wenn die Luft „rein“ ist, und springt auf Rot um, wenn der Kohlendioxidanteil 0,1 Prozent der Raumluft ausmacht. Dann heißt es für Lehrer und Schüler während des Unterrichts: Fenster und Tür auf, Sauerstoff rein, lüften, Durchzug schaffen.

Daniel Schneider, Timon Barth und die Zwillinge Luca und Leon Jung interessieren sich besonders für Mathematik und Physik und machen bei der entsprechenden AG mit, die Lehrer Peter Barek außerhalb des Unterrichts anbietet. Schon 2020 legten Studien nahe, die möglicherweise mit Coronaviren angereicherten Aerosole, die sich beim Sprechen im Raum verteilen, einfach durch Lüften so zu verdünnen und zu vertreiben, dass sie den Menschen nichts mehr anhaben können.

Über den Geruchssinn lässt sich schlecht sagen, wann die Fenster aufgemacht werden sollen

Sind wenige Leute in einem großen Raum beisammen, hat man dafür bis zu 60 Minuten Zeit. Bei 30 Schülern in einem Klassenzimmer sind es eher nur zehn Minuten. Doch wer weiß das schon so genau? Riechen kann man das nicht. Und dauernd auf die Uhr gucken bringt auch wenig, wenn man sich doch auf den Unterricht konzentrieren sollte. Ein klassischer Fall, hier kann Technik helfen.

Dank der Schülergruppe ist sie nun in einem unauffälligen Gehäuse verpackt, etwa so hoch und breit wie eine CD. Mit Doppelklebeband wird die „Ampel“ auf der Multimedia-Tafel fixiert, von der sie über ein USB-Kabel auch gleich Strom bekommt. Die Lichtzeichen können alle im Raum sehen, die sowieso nach vorne schauen - viel praktischer als ein vermutlich schnell nervig werdender Warnton.

Der Grenzwert fürs Lüftsignal basiert auf wissenschaftlichen Studien

Das kleine Display in der Mitte kann man hingegen nur ablesen, wenn man direkt an der Tafel steht. Es ist eigentlich nicht nötig, aber für die Jungs, die Mathe und Physik als Neigungsfächer wählen werden, aufschlussreich. Im Klassenzimmer, in dem wir uns zuerst treffen, wirkt die Luft nach der sechsten Stunde Unterricht stickig, die unbestechliche CO2-Ampel sagt jedoch: Alles roger, 800 Parts per Million (ppm). Wir öffnen drei Fenster, der Wert sinkt nun rasch auf 400 ppm und weniger, je nachdem, ob die Schüler direkt vor dem Sensor, dem goldenen Teil auf dem Gehäuse ausatmen, oder nicht. Und was genau sollen uns die Zahlen sagen, was steckt dahinter?

Die Eigenproduktion ist für die Schule unschlagbar günstig

„Wir haben für unsere Geräte den Grenzwert 1000 ppm festgelegt, bei dem die Ampel umspringt“, sagt Peter Barek. Verschiedene wissenschaftliche Studien von Aerosolforschern empfehlen ihn. Barek kaufte ein Profi-Kalibriergerät für etwa 350 Euro, um in etwa sechs Stunden den Prototyp mit seinem Sensor darauf einzustellen. „Über den Prototypen geht die Kalibrierung der neuen Ampeln schneller, das dauert nun noch eine halbe bis eine Stunde.“ Jeder gekaufte Sensor hat eine gewisse Toleranz, die Physik-AG möchte aber gerne überall ähnliche Messergebnisse haben. Und fertig werden wollen die Jungs ja auch irgendwann mit der Ausstattung ihrer Schule. Der Lockdown hat ihnen viel Produktionszeit gestohlen, und dann noch eine kaputte Thermoplatte im 3-D-Drucker, die coronabedingt nicht schnell lieferbar war. Doch bis zu den Ferien werden alle 30 Räume ein solches Messgerät haben.

Die 15- und 16-jährigen Schülern machen im Prinzip alles selbst, löten die Teile zusammen, haben auch den 3-D-Drucker programmiert, der sechs Stunden braucht, um aus Kunststoffbröseln das Gehäuse zu machen, mit eingraviertem Schullogo.

Die Idee für das Projekt stammt von Peter Barek: „Anfangs kosteten solche CO2-Anzeigen 150 Euro, zurzeit bezahlt man für die Messgeräte 80 bis 100 Euro. Wir wollten sie für die Schule und dachten uns, dass wir das billiger hinbekommen.“ Gesagt, getan, der Arbeitslohn entfällt natürlich, und so kommt die Schule mit unschlagbar günstigen 38 Euro pro Stück fürs Material an ihre CO2-Ampeln. Wird das nächste Projekt ein Raumluftfilter? „Es wurde uns tatsächlich schon vorgeschlagen, aber das lehnen wir ab“, so Barek.

Vier Jungs vom Georg-Büchner-Gymnasium haben in der Schulwerkstatt eine CO2-Ampel entwickelt. Sie zeigt Grün, wenn die Luft „rein“ ist, und springt auf Rot um, wenn der Kohlendioxidanteil 0,1 Prozent der Raumluft ausmacht. Dann heißt es für Lehrer und Schüler während des Unterrichts: Fenster und Tür auf, Sauerstoff rein, lüften, Durchzug schaffen.

Daniel Schneider, Timon Barth und die Zwillinge Luca und Leon Jung interessieren sich besonders für Mathematik und Physik und machen bei

Alle Abos jederzeit kündbar:
ZVW+ MONATLICH
Erster Monat gratis, danach 6,99 €/mtl.
ZVW+ JÄHRLICH
Statt 71,88 € (Zwei Monate gratis)
ZVW+ JÄHRLICH mit ePaper
mit täglichem Zugriff zum ePaper